Introduction
3 GHz ? 4 GHz ? Pas de problème ! Tous les Core i5 et i7 peuvent s’overclocker jusqu’à des fréquences particulièrement élevées et afficher des performances extrêmes. Il suffit de disposer de la carte-mère adaptée. A de telles vitesses cependant, le moins que l’on puisse dire est que l’efficacité énergétique laisse à désirer, même pour des processeurs dont le rapport performances/consommation est relativement élevé. C’est pourquoi nous allons aujourd’hui tenter de déterminer à quelle fréquence un Core i5 750 overclocké (en laissant l’option Turbo Boost activée) affiche les meilleures performances par watt.
L’overclocking, oui, mais jusqu’à quel point ?
En plus des performances, des fonctionnalités et du prix, l’efficacité énergétique et la consommation sont devenus des éléments importants dans le choix de son processeur ainsi que dans l’utilisation que l’on en fait. Il faut toutefois le reconnaître, le marché du matériel informatique est encore loin d’être « vert » : l’objectif de cet article ne va donc pas être de sauver le monde, mais bien d’obtenir des performances maximales tout en essayant de garder une consommation raisonnable.
Il y a quelques années, quand l’overclocking n’était pas encore aussi populaire et répandu que maintenant, ses pratiquants voulaient avant tout maximiser les performances de leurs machines. Quoi de plus logique ? La course aux fréquences avait probablement plus de sens à l’époque qu’à l’heure actuelle, où même un ordinateur d’entrée de gamme est suffisamment rapide pour faire tourner correctement toutes les applications courantes, à l’exception de certains jeux (et par opposition aux applications professionnelles, plus gourmandes). On ne mesurait pas la consommation à la prise comme on le fait aujourd’hui, mais on faisait tout pour contrer la dissipation thermique des processeurs overclockés.
Malheureusement, entre 2000 et 2005, AMD et Intel (surtout ce dernier) ont sorti des puces chauffant bien plus, au point que ces deux constructeurs ont dû faire grimper leur enveloppe thermique de 30 watts (la limite supérieure approximative d’un Pentium III) à plus de 130 watts. Certains processeurs, comme les Pentium 4 haut de gamme, ont même commencé à réduire automatiquement leur fréquence d’horloge une fois la limite thermique atteinte. C’est à ce moment-là que certains ont commencé à se demander si une augmentation de fréquence de 20 % valait vraiment un doublement de la consommation.
La recherche du juste milieu
Nous avons déjà tenté de trouver le rapport performances/consommation idéal pour les Core 2 Duo. Il est maintenant temps de faire de même pour le modèle LGA 1156 le plus abordable, le Core i5 750, que nous considérons comme l’un des meilleurs et probablement des plus raisonnables pour les utilisateurs à la recherche de performances un tant soit peu ambitieuses.
Core i7 750 : le meilleur choix ?
Nous avons déjà largement couvert la nouvelle plateforme Intel à base de socket LGA 1156 :
- Core i5 et i7 Lynnfield, le coup de maître d’Intel
- Le PCI-Express intégré des Core i5 : un plus dans les jeux ?
- Overclocker le Core i5
Nous avions choisi le Core i5 750 à 2,66 GHz pour notre premier article sur l’overclocking du Core i5 et avons décidé de le conserver pour notre analyse d’efficacité. Aujourd’hui disponible pour moins de 180 €, ce processeur est à la fois plus efficace et plus performant que le Core 2 Quad, et ce, malgré sa fréquence de base relativement faible. Grâce au Turbo Boost deuxième génération, cette fréquence peut par ailleurs augmenter de quatre paliers de 133 MHz : moyennant la désactivation de deux cores, il peut atteindre 2,80 GHz et même 3,2 GHz en n’en conservant plus qu’un seul activé.
Si nous avions opté pour le Core i7 870, le plus haut de gamme des processeurs pour socket LGA 1156, cette fréquence maximale serait de 3,6 GHz. De toute évidence, nous aurions alors moins de marge d’overclocking pour un prix nettement plus élevé : environ 480 €.
Paramètres d’overclocking et tableau de fréquences
Le tableau ci-dessous reprend l’ensemble des fréquences et des paramètres que nous avons utilisés pour cet article. Notez que nous avons dû désactiver le Turbo Boost au-delà de 3,2 GHz afin d’éviter tout dépassement de la fréquence fiable maximale, à savoir environ 4,2 GHz.
Avant de commencer, voici une vue d’ensemble des fréquences que vous obtiendriez normalement si vous augmentiez la fréquence de base du processeur sans toucher au coefficient multiplicateur (première colonne, multiplicateur x20) mais en laissant le Turbo Boost activé (deuxième et troisième colonnes, multiplicateurs x21 et x24) :
| Fréquence cible pour l’overclocking du Core i5 | Fréquence de base, multiplicateur x20 | Fréquence maximale avec Turbo Boost activé et 3 ou 4 cores actifs (multiplicateur +1 = x21) | Fréquence maximale avec Turbo Boost activé et 1 ou 2 cores actifs (multiplicateur +4 = x24) |
|---|---|---|---|
| 133 MHz QPI | 2 666 MHz (QPI x20) | 2 800 MHz (QPI x21) | 3 200 MHz (QPI x24) |
| 150 MHz QPI | 3 000 MHz (QPI x20) | 3 150 MHz (QPI x21) | 3 600 MHz (QPI x24) |
| 160 MHz QPI | 3 200 MHz (QPI x20) | 3 360 MHz (QPI x21) | 3 840 MHz (QPI x24)* |
| 170 MHz QPI | 3 400 MHz (QPI x20) | 3 570 MHz (QPI x21)* | 4 080 MHz (QPI x24)* |
| 180 MHz QPI | 3 600 MHz (QPI x20) | 3 780 MHz (QPI x21)* | 4 320 MHz (QPI x24)* |
(*) Paramètres instables sans augmentation de la tension au cœur du processeur, ce que nous avons préféré éviter.
Quelle que soit la marge thermique restant, notre Core i5 750 n’a jamais prétendu fonctionner à plus de 3,7 GHz (environ) sans augmentation de la tension du core. Avec le Turbo Boost activé et sans augmenter la tension, nous ne sommes donc parvenus à overclocker la fréquence de base du QPI que jusqu’à 160 MHz : au-delà, le système s’est montré instable.
Il est sans aucun doute possible d’accroître la tension du processeur afin d’obtenir des fréquences plus élevées, mais cela résulterait en une augmentation de la consommation et, par conséquent, une réduction de l’efficacité énergétique de la machine. Nous avons donc décidé d’opter pour une vitesse maximale de 160 MHz au QPI, laquelle nous donne une fréquence par défaut de 3,2 GHz, une fréquence « Turbo Boostée » de 3,36 GHz avec 3 ou 4 cores actifs et 3,8 GHz avec 1 ou 2 cores actifs.
Tableau de fréquences
| Core i5 750 | 3000 MHz | 3200 MHz | 3400 MHz | 3600 MHz |
|---|---|---|---|---|
| Fréquence de base | 150 MHz | 160 MHz | 170 MHz | 180 MHz |
| Turbo Boost | Oui | Oui | Non | Non |
| Consommation au repos | 71 W | 71 W | 72 W | 73 W |
| Consommation à pleine charge | 160 W | 164 W | 168 W | 175 W |
| Tension Vcore BIOS | 1,213 V | 1,213 V | 1,213 V | 1,251 V |
| Tension VT CPU-Z au repos | 1,224 V | 1,224 V | 1,224 V | 1,256 V |
| Tension VT CPU-Z à pleine charge | 1,176 V | 1,176 V | 1,176 V | 1,208 V |
| Tension VTT CPU | 1,101 V | 1,101 V | 1,101 V | 1,101 V |
| PCH | 1,81 V | 1,81 V | 1,81 V | 1,81 V |
| RAM | 1,51 V | 1,51 V | 1,51 V | 1,51 V |
| Benchmark Fritz Chess | 9167 | 9642 | 9981 | 10405 |
| Stable ? | Oui | Oui | Oui | Oui |
| Core i5 750 | 3800 MHz | 4000 MHz | 4200 MHz |
|---|---|---|---|
| Fréquence de base | 190 MHz | 200 MHz | 210 MHz |
| Turbo Boost | Non | Non | C-States désactivés |
| Consommation au repos | 75 W | 79 W | 122 W |
| Consommation à pleine charge | 195 W | 245 W | 265 W |
| Tension Vcore BIOS | 1,32 V | 1,45 V | 1,52 V |
| Tension VT CPU-Z au repos | 1,328 V | 1,448 V | 1,512 V |
| Tension VT CPU-Z à pleine charge | 1,272 V | 1,384 V | 1,44 V |
| Tension VTT CPU | 1,149 V | 1,25 V | 1,303 V |
| PCH | 1,85 V | 1,9 V | 1,9 V |
| RAM | 1,51 V | 1,51 V | 1,51 V |
| Benchmark Fritz Chess | 11008 | 11501 | 12157 |
| Stable ? | Oui | Oui | Oui |
Configuration et protocole de test
Carte-mère utilisée pour le test : MSI P55-GD65
Configuration de test
| Matériel | |
|---|---|
| Composants | Détails |
| Tests de performances | |
| Carte-mère | MSI P55-GD65 (Rev. 1.0) |
| (socket LGA1156) | Chipset : Intel P55 BIOS : 1.42 (09/08/2009) |
| Processeur Intel | Intel Core i5 750 (45 nm, 2,66 GHz, 4 x 256 Ko de cache L2 + 8 Mo de cache L3, TDP 95 watts, Rev. B1) |
| Mémoire DDR3 (Dual Channel) | 2 x 2 Go de DDR3-1600 (Corsair CM3X2G1600C9DHX) |
| Carte graphique | Zotac GeForce GTX 260² GPU: GeForce GTX 260 (576 MHz) Mémoire graphique : 896 Mo de DDR3 (1998 MHz) Stream Processors : 216 Fréquence shaders : 1242 MHz |
| Disque dur | Western Digital VelociRaptor, 300 Go (WD3000HLFS) 10 000 tr/min, SATA/300, 16 Mo de cache |
| Alimentation | PC Power & Cooling, Silencer 750EPS12V 750 watts |
| Logiciels et pilotes | |
| OS | Windows Vista Entreprise version 6.0 x64 Service Pack 2 (Build 6000) |
| Pilotes et paramètres | |
| Pilote chipset Intel | Intel Chipset Installation Utility 9.1.1.1015 |
| Pilote stockage Intel | Intel Matrix Storage Drivers 8.8.0.1009 |
| Audio : benchmarks et paramètres | |
|---|---|
| Benchmark | Détails |
| iTunes | Version : 8.1.0.52 CD audio (Terminator II SE), 53 min Conversion au format AAC par défaut |
| Lame MP3 | Version : 3.98 CD audio (Terminator II SE), 53 min Conversion wav en mp3 Commande : -b 160 –nores (160 kbps) |
| Vidéo : benchmarks et paramètres | |
| Benchmark | Détails |
| TMPEG 4.6 | Version : 4.6.3.268 Vidéo : DVD Terminator 2 SE (720×576, 16:9), 5 minutes Audio : Dolby Digital, 48000 Hz, 6 canaux, anglais Advanced Acoustic Engine MP3 Encoder (160 kbps, 44.1 KHz) |
| DivX 6.8.5 | Version : 6.8.5 == Main Menu == valeurs par défaut == Codec Menu == Encoding mode : Insane Quality Enhanced multithreading Enabled using SSE4 Quarter-pixel search == Video Menu == Quantization : MPEG-2 |
| XviD 1.2.1 | Version : 1.2.1 Other Options / Encoder Menu – Display encoding status = off |
| Mainconcept Reference 1.6.1 | Version : 1.6.1 MPEG2 vers MPEG2 (H.264) Codec MainConcept H.264/AVC 28 secondes HDTV 1920×1080 (MPEG2) Audio : MPEG2 (44.1 kHz, 2 canaux, 16 bits, 224 kbps) Codec : H.264 Mode : PAL (25 FPS) Profil : paramètres Tom’s Hardware pour huit threads |
| Applications : benchmarks et paramètres | |
| Benchmark | Détails |
| Grisoft AVG Anti-Virus 8 | Version : 8.5.287 Base de définitions : 270.12.16/2094 Benchmark Analyse : quelques archives ZIP et RAR |
| WinRAR 3.9 | Version : 3.90 x64 BETA 1 Compression = Meilleure Benchmark : THG-Workload |
| WinZip 12 | Version : 12.0 (8252) WinZIP Commandline version 3 Compression = Meilleure Dictionnaire = 4096 Ko Benchmark : THG-Workload |
| Autodesk 3d Studio Max 2009 | Version : 9 x64 Rendu d’une image de dragon Résolution : 1920 x 1280 (frame 1-5) |
| Adobe Photoshop CS 4 (64-Bit) | Version: 11 Filtrage d’un image TIFF de 16 Mo (15000×7266) Filtres: Flou radial (quantité : 10 ; méthode : zoom ; qualité : bonne) Flou de forme (rayon : 46 px ; forme personnalisée : symbole « Trademark ») Médiane (rayon : 1 px) Coordonnées polaires (rectangulaires en polaires) |
| Adobe Acrobat 9 Professional | Version : 9.0.0 (Extended) == Menu Préférences d’impression == Paramètres par défaut : standard == Sécurité Adobe PDF – Menu Édition == Chiffrer tous les documents (128 bits RC4) Mot de passe ouverture : 123 Mot de passe autorisations : 321 |
| Microsoft PowerPoint 2007 | Version : 2007 SP2 Conversion PPT en PDF d’un document Powerpoint de 115 pages avec l’imprimante Adobe PDF |
| Deep Fritz 11 | Version : 11 Fritz Chess Benchmark Version 4.2 |
Tests audio/vidéo
Tous les graphiques de cette page et des pages suivantes indiquent les performances à fréquence overclockée ainsi qu’à la fréquence obtenue grâce au Turbo Boost avec 3 ou 4 cores actifs (coefficient multiplicateur augmenté de 1 palier, donc) si applicable. À 3,4 GHz et au-delà, tous les résultats ont été obtenus sans Turbo Boost, car celui-ci aurait provoqué un dépassement de l’enveloppe thermique et, par conséquent, une perte de stabilité (voir tableau des fréquences, en page 3, pour de plus amples informations).
Lame MP3
L’augmentation de la fréquence profite sans le moindre doute à Lame, mais il est très intéressant de constater qu’un simple overclock à 3,2 GHz (QPI 160 MHz x 20) avec Turbo Boost activé permet d’obtenir les mêmes performances qu’un overclocking à 4,0 GHz « fixe » (sans Turbo Boost).
DivX
Plus la fréquence est élevée, mieux le célèbre codec fonctionne. Un overclock fixe sur tous les cores est préférable au Turbo Boost pour cette application.
Xvid
Les résultats sont similaires pour le Xvid.
MainConcept
Applications
3DS Max 2009
3DS Max prenant très bien en charge le multicore, un overclocking statique fonctionne mieux que le Turbo Boost. Les performances s’en ressentent.
Fritz
Même chose pour Fritz 11, très optimisé pour le multithreading.
Adobe Acrobat
Photoshop CS4
AVG Anti-Virus
WinRAR
WinZip
WinZip est incapable d’utiliser plusieurs cores simultanément : l’activation du Turbo Boost est donc préférable pour cette application.
Consommation
Consommation au repos
Augmenter légèrement la fréquence du QPI sans désactiver le Turbo Boost n’a aucune influence notable sur la consommation au repos du système : celle-ci reste coincée à 71 watts pour les trois paramètres utilisables de manière stable (133, 150 et 160 MHz). Cela fait plaisir à constater, surtout quand on sait que le Turbo Boost accroît fortement la fréquence… quand il est nécessaire de le faire et à ce moment-là uniquement !
Pour atteindre les 4,2 GHz, par contre, il faut absolument désactiver les options d’économie d’énergie, ce qui a un impact énorme sur la consommation au repos : on note une différence de 51 watts, ce qui suffirait à alimenter un écran de 24 pouces supplémentaire ou deux grosses cartes graphiques en Crossfire ou SLI.
Consommation à pleine charge
Les chiffres de ce graphique reflètent la consommation du système à pleine charge avec les 4 cores activés. Comme vous pouvez le voir, les trois overclockings avec Turbo Boost activé n’entraînent qu’une très faible hausse de cette consommation. Nous considérons comme parfaitement acceptable le fait de passer de 155 watts (consommation en charge du processeur non overclocké) à 164 watts (processeur overclocké à 3,2 GHz + Turbo Boost), dans la mesure où la fréquence maximale pouvant être obtenue atteint alors 3,84 GHz. Cela représente une hausse de fréquence de 20 % (avec 1 ou 2 cores activés) pour seulement 6,5 % de consommation supplémentaire.
Efficacité énergétique
Notre test d’efficacité consiste à faire tourner successivement une série d’applications à l’aide d’un script, dans l’ordre suivant :
- 3DS Max
- DivX
- Xvid
- Lame
- MainConcept
- Création de PDF
- Photoshop
- AVG Anti-Virus
- WinRAR
- WinZip
Certaines de ces applications ne tirent pas parti du multithreading, d’autres sont fortement optimisées pour celui-ci. Le script prend note de l’heure de début et de fin du test, ce qui nous permet de savoir combien de temps la machine a pris pour le mener à bien.
Entre deux, nous mesurons la consommation à intervalles d’une seconde pendant toute la durée du test, ce qui nous donne une idée des besoins en énergie de chaque application et nous permet de créer des profils de consommation pour chaque machine, comme nous le faisions précédemment sous PCMark Vantage. Par rapport à nos anciens tests, ce nouveau benchmark a l’avantage de faire appel à de vraies applications et de nous permettre de déterminer avec précision l’efficacité énergétique de chaque configuration en comparant performances, durée du test, évolution de la consommation et consommation totale.
Au final, nous attribuons donc à chaque système testé un score d’efficacité énergétique. La consommation au repos n’est pas prise en compte, les différences au sein de celle-ci étant relativement minimes.
Consommation moyenne
La consommation moyenne requise pour mener à bien l’ensemble de notre test d’efficacité ne varie que très peu entre 133 et 160 MHz (fréquence du QPI, soit respectivement 2,66 et 3,2 GHz pour la fréquence du processeur). Elle commence réellement à décoller vers les 3,8 GHz, c’est-à-dire quand nous avons été contraints de désactiver le mode Turbo Boost.
Consommation totale sur la durée du test
Bien entendu, nous avons également mesuré la consommation totale requise pour effectuer le test. Il s’avère que c’est l’overclocking le plus poussé avec Turbo Boost activé qui a nécessité le moins de jus ! Les overclockings “statiques”, par contre, ne s’en tirent pas si bien.
Durée du test
Enfin, nous avons également examiné la durée nécessaire pour réaliser le test, ce qui revient à noter les performances de chaque configuration. Il est clair que les systèmes overclockés de manière statique affichent des résultats proportionnels à leur fréquence, mais l’overclocking dynamique à 3,2 GHz avec Turbo Boost (donc 3,84 GHz en fréquence de pointe) est tout aussi rapide, à la seconde près, que l’overclocking statique à 3,6 GHz. Un coup d’œil aux chiffres de consommation ci-dessus devrait déjà vous donner une bonne idée de la conclusion de cet article…
Efficacité énergétique
Pas de doute : les processeurs overclockés dans les limites où le Turbo Boost reste utilisable se montrent plus efficaces que les autres sur le plan énergétique, à tout le moins dans le cadre de notre test multi-applications.
Overclocker le QPI d’un Core i5 750 de 133 à 160 MHz peut se faire sans danger sur la plupart des cartes-mères LGA 1156 haut de gamme et permet d’obtenir une fréquence de pointe de 3,84 GHz (avec 1 ou 2 cores activés ; 3,36 GHz avec 3 ou 4 cores) tout en maintenant la consommation à un niveau acceptable.
Procéder à un overclocking statique plus poussé n’est utile que si vous faites tourner en continu des applications capables de tirer parti de la puissance de traitement des quatre cores. Si ce n’est pas le cas, vous gâchez purement et simplement l’énergie nécessaire pour les faire fonctionner à pleine vitesse en permanence.
Évolution de la consommation durant le test
Ce dernier diagramme illustre l’évolution dans le temps de la consommation des différentes configurations, comme nous l’expliquions plus haut sur cette page.
Conclusion
Les jours de l’overclocking classique sont comptés. Certes, faire tourner son processeur aussi rapidement que possible permet toujours d’engranger un maximum de performances, mais la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir une telle vitesse (jusqu’à 4,2 GHz dans le cas d’un Core i5 750) est tout bonnement déraisonnable. Pour le bien de vos oreilles, de votre portefeuille et de la planète, mieux vaut éviter de recourir à de tels extrêmes.
En pratique, les résultats de ce test sont si probants que nous n’hésitons pas à recommander à tous les utilisateurs désirant obtenir de meilleures performances (gratuitement et sans danger) d’overclocker le QPI de leur Core i5 jusqu’à 160 MHz. Cela ne nécessite pas d’augmentation de tension, n’augmente pas la consommation au repos (apparemment, les fonctions d’économie d’énergie des processeurs Lynnfield sont très efficaces à ce niveau) et ne fait pas exploser la consommation à pleine charge, alors que celle-ci devient considérable sur les overclockings statiques. Sur notre carte-mère de test (une MSI P55-GD65), nous avons mesuré une hausse de consommation d’à peine 6 % lors du passage de 133 à 160 MHz alors qu’un tel overclocking permet de faire bondir les performances d’environ 20 %, la fréquence de pointe du processeur atteignant alors 3,36/3,84 GHz en mode Turbo Boost avec 3-4/1-2 cores activés.
